基于缠绕式垫片的螺栓法兰连接系统的可靠性研究

发布时间：2018-03-29 19:11

  本文选题：法兰接头　切入点：缠绕式垫片　出处：《吉林化工学院》2017年硕士论文

【摘要】：法兰接头广泛应用于石油化工设备、动力装置以及其它管道设备连接。垫片是其中重要的密封元件,其性能是直接影响连接密封可靠性的因素之一。为防止垫片密封失效造成的损失,把螺栓、法兰和垫片三者组成的系统作为研究对象,具有重要意义。缠绕式垫片在各类垫片中,因适应工况范围广、密封性能优良、易于安装等优点,在密封系统中有着广泛、大量的应用。据统计,螺栓法兰连接系统所使用的垫片中,近六成以上是缠绕式垫片。本文应用正交试验法,对不锈钢—柔性石墨缠绕式垫片进行了压缩—回弹及密封性能试验,确定了保证垫片性能的最佳参数;利用推导出的法兰转角计算公式,研究温度、预紧载荷等因素与法兰转角的关系;提出了高温条件下预测及控制泄漏率的方法;将法兰接头各元件视为整体,研究各元件间相互作用情况,使用INTER194垫片单元模拟垫片材料的非线性行为和非保守性,建立了1/8法兰连接系统的参数化三维有限元模型,由计算得出各元件及法兰接头整体的应力分布及变形情况;研究了几何尺寸、预紧和加压等参数对法兰接头系统整体性的影响,为更加合理地设计、应用法兰连接系统提供参考。
[Abstract]:Flange joints are widely used in connection of petrochemical equipment, power plant and other piping equipment. Gasket is an important sealing element, In order to prevent the loss caused by the failure of gasket seal, the system composed of bolt, flange and gasket is taken as the research object. The winding gasket is widely used in the sealing system because of its wide range of operating conditions, excellent sealing performance, easy installation and so on. More than 60% of the gaskets used in the bolted flange connection system are winding gaskets. In this paper, the compression-springback and sealing properties of stainless steel flexible graphite wound gaskets are tested by orthogonal test. The optimal parameters to ensure the performance of gasket are determined, the relationship between temperature, preload and flange angle is studied by using the derived formula of flange rotation angle, and the method of predicting and controlling leakage rate under high temperature is put forward. Considering the flange joint components as a whole, the interaction between the components is studied. The nonlinear behavior and non-conservatism of the gasket material are simulated by using the INTER194 gasket element, and the parameterized three-dimensional finite element model of the 1 / 8 flange connection system is established. The stress distribution and deformation of all components and flange joints are obtained by calculation, and the effects of geometry, preload and pressure on the integrity of flange joint system are studied in order to design more reasonably. Apply flange connection system to provide reference.
【学位授予单位】：吉林化工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH136

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本文编号：1682461